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WO2020089969A1 - 内視鏡用光トランスデューサ、内視鏡、および、内視鏡用光トランスデューサの製造方法 - Google Patents

内視鏡用光トランスデューサ、内視鏡、および、内視鏡用光トランスデューサの製造方法 Download PDF

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WO2020089969A1
WO2020089969A1 PCT/JP2018/040121 JP2018040121W WO2020089969A1 WO 2020089969 A1 WO2020089969 A1 WO 2020089969A1 JP 2018040121 W JP2018040121 W JP 2018040121W WO 2020089969 A1 WO2020089969 A1 WO 2020089969A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical
optical fiber
insertion hole
hole
endoscope
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2018/040121
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
優希 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to PCT/JP2018/040121 priority Critical patent/WO2020089969A1/ja
Publication of WO2020089969A1 publication Critical patent/WO2020089969A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor

Definitions

  • the present invention relates to an optical transducer for an endoscope including an optical element, an optical fiber and a ferrule, an endoscope including an optical transducer including an optical element, an optical fiber and a ferrule, and an optical element, an optical fiber and a ferrule.
  • a method for manufacturing an optical transducer for an endoscope comprising:
  • the endoscope has an image pickup device such as a CCD at the tip of the elongated insertion portion.
  • an image pickup device such as a CCD at the tip of the elongated insertion portion.
  • an image pickup device having a large number of pixels for an endoscope has been studied.
  • the amount of signals transmitted from the image sensor to the signal processing device (processor) increases. Therefore, optical signal transmission via an optical fiber by an optical signal is preferable in place of electrical signal transmission via a metal wiring by an electric signal.
  • an E / O type optical transducer electrical-optical converter
  • an O / E type optical transducer optical-electrical converter
  • the transmission efficiency of the optical transducer will decrease.
  • the core that transmits the optical signal of the optical fiber may be eccentric from the center of the optical fiber. Then, even if the center of the insertion hole accurately faces the light emitting portion, the transmission efficiency of the optical transducer is reduced.
  • the optical fiber may rotate in the ferrule before being fixed, which may reduce the transmission efficiency.
  • An optical signal output from an endoscope including an optical transducer having low transmission efficiency may be deteriorated.
  • Embodiments of the present invention provide an optical transducer for an endoscope with high transmission efficiency, an endoscope including an optical transducer with high transmission efficiency, and a method for manufacturing an optical transducer for an endoscope with high transmission efficiency. To aim.
  • the optical transducer for an endoscope of the embodiment has a first main surface and a second main surface facing the first main surface, and from the first main surface to the second main surface
  • a ferrule having an insertion hole penetrating therethrough, an optical element having a light emitting portion for generating an optical signal, wherein the light emitting portion is arranged at a position facing the insertion hole, including a core, a clad, and a coating layer
  • An optical fiber for transmitting the optical signal wherein a tip portion of the optical fiber is fitted into the insertion hole in a non-rotating state, and a side surface of the tip portion of the optical fiber has at least one outer plane
  • the inner surface of the insertion hole has at least one inner plane, and the outer plane and the inner plane are in contact with each other.
  • the endoscope of the embodiment includes an optical transducer, and the optical transducer has a first main surface and a second main surface facing the first main surface, and from the first main surface, A ferrule having an insertion hole penetrating to the second main surface, an optical element having a light emitting portion for generating an optical signal, the light emitting portion being arranged at a position facing the insertion hole, a core and a clad. And an optical fiber for transmitting the optical signal, which includes a cover layer and a tip portion fitted into the insertion hole in a non-rotatable state, and at least on a side surface of the tip portion of the optical fiber. There is one outer plane, and there is at least one inner plane on the inner surface of the insertion hole, and the outer plane and the inner plane are in contact with each other.
  • a method of manufacturing an optical transducer for an endoscope includes a light emitting element having a light emitting portion for emitting an optical signal on a light emitting surface, a first main surface, and a second main surface facing the first main surface. And a ferrule having an insertion hole penetrating from the first main surface to the second main surface, the insertion hole having a core, a clad, and a coating layer, and having an inner flat surface on the inner surface, A method for manufacturing an optical transducer for an endoscope, wherein a tip portion having an outer flat surface on a side surface is fitted, and an optical fiber for transmitting the optical signal, wherein the tip portion is inserted into the insertion hole.
  • the inserting step, the measuring step, the removing step, and the rotating step are repeatedly performed, and the optimum angle selecting step of selecting the optimum angle that is the rotation angle at which the light amount is the largest;
  • a reinsertion step of inserting the optical fiber into the insertion hole at an optimum angle and a fixing step of fixing the optical fiber to the ferrule are provided.
  • an optical transducer for an endoscope with high transmission efficiency an endoscope including an optical transducer with high transmission efficiency
  • a method for manufacturing an optical transducer for an endoscope with high transmission efficiency ..
  • FIG. 3 is an exploded view of a main part of the optical transducer of the embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the optical transducer according to the embodiment, taken along line IV-IV in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the optical transducer according to the embodiment, taken along line VV of FIG. 3.
  • 6 is a flowchart of a method for manufacturing the optical transducer of the embodiment.
  • 9 is a perspective view of a ferrule of an optical transducer of a modified example 1.
  • FIG. FIG. 8 is a sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the main parts of the optical transducer of Modification 2.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a main part of an optical transducer of Modification 3;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the main parts of the optical transducer of Modification Example 4.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the main parts of an optical transducer of Modification Example 5.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the main parts of the optical transducer of Modification 6;
  • the endoscope 9 of the embodiment shown in FIG. 1 constitutes an endoscope system 6 together with a processor 5A and a monitor 5B.
  • the endoscope 9 is disposed at the insertion portion 3, the grip portion 4 arranged at the base end portion of the insertion portion 3, the universal cord 4B extending from the grip portion 4, and the proximal end portion of the universal cord 4B.
  • the connector 4C is provided.
  • the insertion portion 3 includes a distal end portion 3A, a bending portion 3B extending from the distal end portion 3A, which is bendable to change the direction of the distal end portion 3A, and a flexible portion 3C extending from the bending portion 3B.
  • the grasping portion 4 is provided with a rotating angle knob 4A which is an operating portion for an operator to operate the bending portion 3B.
  • the universal cord 4B is connected to the processor 5A by the connector 4C.
  • the processor 5A controls the entire endoscope system 6, performs signal processing on the image pickup signal, and outputs the image pickup signal as an image signal.
  • the monitor 5B displays the image signal output by the processor 5A as an endoscopic image.
  • the endoscope 9 is a flexible endoscope, it may be a rigid endoscope.
  • the endoscope 9 may be medical or industrial.
  • optical transducer 1 An endoscope optical transducer 1 (hereinafter, referred to as “optical transducer 1”) and an imaging unit 2 are provided at a tip portion 3A of the endoscope 9.
  • the optical transducer 1 converts the image pickup signal output by the image pickup unit 2 into an optical signal.
  • the optical signal is converted into an electric signal again by the O / E type optical module 8 arranged in the grip portion 4 by passing through the optical fiber 20 which passes through the insertion portion 3, and the conductor wire 20M which passes through the universal cord 4B. Is transmitted by way of. That is, the image pickup signal is transmitted through the optical fiber 20 in the small-diameter insertion portion 3, and is not inserted into the body and is thicker than the optical fiber 20 in the universal cord 4B having a small outer diameter limitation. It is transmitted by way of 20M.
  • the optical fiber 20 is inserted through the universal cord 4B.
  • the optical transducer 1 has good transmission efficiency. Therefore, the endoscope 9 has good signal transmission efficiency and little signal deterioration, so that the monitor 5B can display a good endoscopic image.
  • the endoscope optical transducer 1 converts an electrical signal output from the imaging unit 2 into an optical signal, and then transmits the optical signal via the optical fiber 20.
  • the image pickup unit 2 includes a lens unit 50, a cover glass 41, an image pickup element 40, a three-dimensional wiring board 42, and a drive IC 43.
  • the lens unit 50 includes a plurality of lenses and collects a subject image.
  • the image pickup device 40 to which the cover glass 41 is adhered outputs an image pickup signal.
  • the drive IC 43 arranged on the three-dimensional wiring board 42 outputs a drive signal based on the image pickup signal.
  • the optical transducer 1 includes an optical element 30, a wiring board 15, a ferrule 10, and an optical fiber 20.
  • the optical element 30 is a light emitting element such as a surface emitting laser chip or an LED chip having a light emitting section 31 for generating an optical signal on the light emitting surface 30SA.
  • the optical element 30 having a microscopic size of 250 ⁇ m ⁇ 300 ⁇ m in a plan view has a light emitting portion 31 having a diameter of 20 ⁇ m and an external electrode 32 on a light emitting surface 30SA.
  • the light emitting unit 31 emits an optical signal in a direction perpendicular to the light emitting surface 30SA.
  • the wiring board 15 has a mounting surface 15SA and a rear surface 15SB facing the mounting surface 15SA, and is made of a transparent glass plate as a base.
  • the external electrode 32 of the optical element 30 is bonded to the mounting surface 15SA.
  • the ferrule 10 has a first main surface 10SA and a second main surface 10SB that faces the first main surface 10SA, and an insertion hole that penetrates from the first main surface 10SA to the second main surface 10SB. There is H10.
  • the tip of the optical fiber 20 is inserted into the insertion hole H10 and fixed by the adhesive 19.
  • the material of the ferrule 10 that is a square pole or a cylinder is ceramic, silicon, glass, metal, or resin.
  • a transparent plate such as a glass plate may be provided on the second main surface 10SB of the ferrule 10.
  • the optical fiber 20 includes a core 21 having a diameter of 50 ⁇ m that transmits light, a clad 22 having a diameter of 120 ⁇ m that covers the core 21, and a coating layer 23 having a diameter of 140 ⁇ m that covers the clad 22. That is, the thickness of the coating layer 23 is 10 ⁇ m.
  • FIGS. 3 to 5 there are six outer planes 20SS on the side surface of the tip of the optical fiber 20. That is, at the tip portion, there are six outer flat surfaces 20SS which are notched surfaces in which the coating layer 23 is notched. In addition, when the coating layer 23 at the tip portion is peeled off, the cutout surface is formed up to the clad 22.
  • the cross-sectional shape of the tip portion orthogonal to the optical axis O is a regular hexagon circumscribing the 120 ⁇ m diameter circle of the clad 22. This is also a regular hexagon inscribed in a circle having an outer diameter of 140 ⁇ m of the coating layer 23.
  • the inner surface of the insertion hole H10 of the ferrule 10 is a regular hexagon in which a cross-sectional shape orthogonal to the optical axis O is inscribed in a circle having a diameter of 150 ⁇ m. That is, there are six inner planes 10SS on the inner surface of the insertion hole H10.
  • the inscribed circle of the insertion hole H10 is slightly larger than the inscribed circle of the tip of the optical fiber 20.
  • the tip of the optical fiber 20 is inserted into the insertion hole H10.
  • the second main surface 10SB of the ferrule 10 is arranged on the rear surface 15SB of the wiring board 15 in a state where the insertion hole H10 faces the light emitting section 31.
  • the extension line from the center of the core 21 at the tip of the optical fiber 20 intersects the light emitting unit 31. Therefore, the optical signal generated by the light emitting unit 31 enters the optical fiber 20 by passing through the wiring board 15.
  • the wiring board is not an essential component of the optical transducer.
  • the six outer planes 20SS are in contact with the respective six inner planes 10SS of the insertion hole H10, which face each other.
  • the end of the optical fiber 20 is fitted in the insertion hole H10 so as not to rotate. That is, the tip of the optical fiber 20 is inserted in a state of being fitted exactly to the tip of the insertion hole H10.
  • the center CH10 of the insertion hole H10 of the ferrule 10 exactly faces the center C31 of the light emitting portion 31 of the optical element 30, and the center C21 of the core 21 of the optical fiber 20 matches the center C20 of the optical fiber 20. Therefore, even if the optical fiber 20 is rotated, the amount of light transmitted by the optical fiber 20 does not change.
  • the center C21 of the core 21 of the optical fiber 20 does not coincide with the center C20 of the optical fiber 20, and therefore the center CH10 of the insertion hole H10 of the ferrule 10 and the light emitting portion.
  • the center C31 of 31 may deviate.
  • a part (or all) of the light beam (light flux) emitted from the light emitting unit 31 may enter the clad 22 around the core 21.
  • the optical fiber 20 is rotated, the area where the light beam (light flux) emitted from the light emitting unit 31 and the core 21 overlap with each other changes. That is, the amount of light incident on the core 21 changes. As a result, the amount of light transmitted by the optical fiber 20 changes.
  • the optical fiber 20 is inserted and fixed in the insertion hole H10 at the angle with the highest transmission efficiency among the six rotation angles. Therefore, the optical transducer 1 has high transmission efficiency.
  • the endoscope 9 including the optical transducer 1 having high transmission efficiency does not have a possibility that the transmitted optical signal is deteriorated. Therefore, the endoscope system 6 including the endoscope 9 can display a good image.
  • the inner surface of the cross section of the insertion hole H10 in the direction orthogonal to the optical axis is a regular hexagon.
  • the ferrule 10 is manufactured by cutting the ferrule wafer after a plurality of insertion holes H10 are formed in the ferrule wafer made of silicon by the DEEP-RIE method. Six cutout surfaces are formed in the coating layer 23 at the tip of the optical fiber 20. A cross section of the tip of the optical fiber 20 having six cutout surfaces (outer planes) orthogonal to the optical axis is a regular hexagon.
  • the optical fiber 20 There are six rotation angles of the optical fiber 20 whose tip fits into the insertion hole H10.
  • the optical fiber 20 is fitted into the insertion hole H10 at any one of the six rotation angles.
  • Step S20 Measuring Step An optical signal is generated from the light emitting section 31 of the optical element 30, and the light amount of the optical signal transmitted by the optical fiber 20 is measured. For example, the rear end of the optical fiber 20 is inserted into a photometer and the light quantity is measured.
  • Step S40> When the light amount measurement at all of the six rotation angles is completed (YES), the process proceeds to step S60. If the light amount measurement is not completed (NO), the process from step S50 is performed.
  • the insertion step S10, the measurement step S20, the removal step S30, and the rotation step S50 are repeated 6 times. Then, the light quantity at six rotation angles can be obtained by six measurements. Then, from the six rotation angles, the rotation angle (optimum angle) having the largest light amount is selected.
  • Step S70> Reinsertion Process The optical fiber 20 is inserted into the insertion hole H10 at the optimum angle. That is, the optical fiber 20 set to the rotation angle with the largest light quantity is inserted into the insertion hole H10.
  • the optical fiber 20 is fixed to the ferrule 10.
  • the uncured adhesive 19 is arranged around the insertion hole H10 of the first main surface 10SA, and the curing process is performed. Before the reinsertion step, the uncured transparent adhesive 19 may be injected into the insertion hole H10.
  • the optical fiber 20 is fitted in the insertion hole H10. That is, since the outer flat surface 20SS is in contact with the inner flat surface 10SS, it does not rotate after the reinsertion step.
  • the optical fiber 20 is inserted into the insertion hole H10 and fixed at an angle (optimal rotation state) having the best transmission efficiency among the six rotation angles (rotation state). Has been done. Therefore, the optical transducer 1 has high transmission efficiency.
  • the endoscope optical transducers 1A to 1F and the endoscopes 9A to 9F including the optical transducers 1A to 1F of the modified example are similar to the endoscope optical transducer 1 and the endoscope 9 and have the same effect. Therefore, the components having the same functions are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the insertion hole H10 of the ferrule 10A is connected to the first hole H10A having an opening in the first main surface 10SA and the first hole H10A.
  • a second hole H10B having an opening in the second main surface 10SB.
  • the inner surface of the first hole H10A has a circular cross section orthogonal to the optical axis O.
  • the inner surface of the second hole H10B is a regular hexagon in which a cross section orthogonal to the optical axis O has six inner planes 10SS.
  • the circle of the first hole H10A is a regular hexagonal circumscribing circle of the second hole H10B.
  • the shape of the inner surface of the second hole H10B may be a truncated cone, a regular hexagonal pyramid, or the like whose diameter increases toward the second main surface 10SB.
  • the tip of the optical fiber 20 is fitted into the second hole H10B.
  • the tip portion is removed from the second hole H10B, but is not removed from the first hole H10A. That is, in the rotating step S50, the tip portion is not inserted into the second hole H10B, but is inserted into the first hole H10A.
  • the optical transducer 1A is easier to manufacture than the optical transducer 1.
  • the shape of the insertion hole of the ferrule and the tip of the optical fiber is the shape of a cross section orthogonal to the optical axis.
  • the insertion hole H10 of the ferrule 10B is rectangular, and the optical fiber 20B has one outer plane.
  • the inner shape of the insertion hole H10 is set in a state in which the notched optical fiber 20B is fitted.
  • the optical fiber 20B is inserted into the insertion hole H10 at only two rotation angles. However, the optical fiber 20B is inserted and fixed to the ferrule 10B at an angle of the two rotation angles with which the transmission efficiency is good.
  • the insertion hole H10 of the ferrule 10C is a square (square), and the optical fiber 20C has two outer planes orthogonal to each other.
  • the inner shape of the insertion hole H10 is set in a state in which the notched optical fiber 20C is fitted.
  • the optical fiber 20C is inserted into the insertion hole H10 at four rotation angles.
  • the optical fiber 20C is inserted and fixed to the ferrule 10C at an angle with good transmission efficiency among the four rotation angles.
  • the insertion hole H10 of the ferrule 10D is a square (square)
  • the optical fiber 20D is a regular octagon, and has eight outer planes.
  • the inner shape of the insertion hole H10 is set in a state in which the notched optical fiber 20D is fitted.
  • the optical fiber 20D is inserted into the insertion hole H10 at six rotation angles.
  • the optical fiber 20D is inserted and fixed to the ferrule 10D at an angle with high transmission efficiency among the eight rotation angles.
  • the insertion hole H10 and the optical fiber 20D are in a fitted state, but there are spaces at the four corners (square corners) of the insertion hole H10.
  • the optical fiber 20D is inserted after the transparent adhesive 19 is injected into the insertion hole H10, the excess adhesive 19 flows into the space even if the amount of the adhesive 19 is excessive. From this point of view, the optical transducer 1D is easy to manufacture.
  • the insertion hole H10 of the ferrule 10E is a regular triangle
  • the optical fiber 20E is a regular hexagon
  • the inner shape of the insertion hole H10 is set in a state in which the notched optical fiber 20E is fitted.
  • the optical fiber 20E is inserted into the insertion hole H10 at six rotation angles.
  • the optical fiber 20E is inserted and fixed to the ferrule 10E at an angle with good transmission efficiency among the six rotation angles.
  • optical transducer 1E there are wider spaces than the optical transducer 1D at the three corners of the insertion hole H10 (corners of an equilateral triangle).
  • the cross-sectional shape of the insertion hole H10 in the direction orthogonal to the optical axis is a regular N polygon (N is an integer of 3 or more) and has N inner planes, and the cross-sectional shape of the optical fiber in the orthogonal direction to the optical axis is a regular M polygon.
  • N an integer of 3 or more
  • the number of rotation angles for example, the number N of inner planes of the insertion hole H10 is preferably 8 or less.
  • the core 21 of the optical fiber 20F is eccentric with respect to the clad 22. That is, the center C21 of the core 21 is largely separated from the center C20 of the optical fiber 20 (clad 22).
  • the eccentric state of the core 21 is evaluated.
  • the tip end surface of the optical fiber 20F is observed with a microscope, or the distribution of light that enters from one end and exits from the other end is measured.
  • a notch is formed according to the eccentric state of the core 21. That is, the outer plane 20SS is formed at a position (optimal position) centered on a point where the straight line L passing through the center C21 of the core 21 and the center C20 of the optical fiber 20 intersects with the coating layer 23. That is, when the optical fiber 20 is inserted into the insertion hole H10 of the ferrule 10, the center C21 of the core 21 is closer to the center of the insertion hole H10 than when the outer flat surface 20SS is formed at another position. In addition, the outer flat surface 20SS is formed.
  • the center C21 of the core 21 is decentered from the center C20 of the optical fiber 20 by 3 ⁇ m, the outer plane 20SS where the cladding 22 is exposed is formed by completely notching the coating layer 23 having a thickness of 7.5 ⁇ m.
  • the center C20 of the fiber 20 moves 3.75 ⁇ m. Therefore, when the optical fiber 20 is inserted into the insertion hole H10 of the ferrule 10, the center C21 of the core 21 is close to the center C10 of the insertion hole H10.

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Abstract

内視鏡用光トランスデューサ１は、挿入孔Ｈ１０があるフェルール１０と、光信号を発生する発光部３１を有し、発光部３１が挿入孔Ｈ１０と対向する位置に配置されている光素子３０と、コア２１とクラッド２２と被覆層２３とを含み、先端部が挿入孔Ｈ１０と嵌合している、光信号を伝送する光ファイバ２０と、を具備し、光ファイバ２０の先端部の側面に外平面２０ＳＳがあり、挿入孔Ｈ１０の内面に内平面１０ＳＳがあり、外平面３２ＳＳと内平面１０ＳＳとが当接している。

Description

内視鏡用光トランスデューサ、内視鏡、および、内視鏡用光トランスデューサの製造方法
　本発明は、光素子と光ファイバとフェルールとを具備する内視鏡用光トランスデューサ、光素子と光ファイバとフェルールとを具備する光トランスデューサを含む内視鏡、および、光素子と光ファイバとフェルールとを具備する内視鏡用光トランスデューサの製造方法に関する。
　内視鏡は、細長い挿入部の先端部にＣＣＤ等の撮像素子を有する。近年、高画素数の撮像素子の内視鏡への使用が検討されている。高画素数の撮像素子を使用した場合には、撮像素子から信号処理装置（プロセッサ）へ伝送する信号量が増加する。このため、電気信号によるメタル配線を介した電気信号伝送に替えて光信号による光ファイバを介した光信号伝送が好ましい。光信号伝送には、電気信号を光信号に変換するＥ／Ｏ型光トランスデューサ（電気－光変換器）と、光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ型光トランスデューサ（光－電気変換器）とが用いられる。
　特開２０１５－０６８８８３５号公報に記載されているように、内視鏡用光トランスデューサは、極めて小さいために、光素子と光信号を伝送する光ファイバとを効率良く光結合するために正確な位置決めと固定とが特に重要である。光素子と光ファイバとを、正確に、かつ簡単に位置決めするために、光素子が実装されている配線板に挿入孔があるフェルールが配設されている。光ファイバをフェルールの挿入孔に挿入することによって、光素子と光ファイバとを簡単に位置決めできる。
　しかし、フェルールの挿入孔の中心が正確に光素子の発光部と対向していないと光トランスデューサの伝送効率が低下する。また、光ファイバの光信号を伝送するコアが、光ファイバの中心から偏心していることがある。すると、挿入孔の中心が正確に発光部と対向していても、光トランスデューサの伝送効率が低下する。
　このため、フェルールの挿入孔に光ファイバを挿入してから、光ファイバを回転することによって、最も伝送効率の良い最適角度とし、最適回転角度において光ファイバをフェルールに固定することが好ましい。しかし、光ファイバが固定する前にフェルール内で回転してしまい、伝送効率が低下するおそれがあった。伝送効率の悪い光トランスデューサを含む内視鏡から出力される光信号は劣化しているおそれがあった。
特開２０１５－０６８８８３５号公報
　本発明の実施形態は、伝送効率のよい内視鏡用光トランスデューサ、伝送効率のよい光トランスデューサを含む内視鏡、および、伝送効率のよい内視鏡用光トランスデューサの製造方法を提供することを目的とする。
　実施形態の内視鏡用光トランスデューサは、第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、前記第１の主面から前記第２の主面まで貫通する挿入孔があるフェルールと、光信号を発生する発光部を有し、前記発光部が前記挿入孔と対向する位置に配置されている光素子と、コアとクラッドと被覆層とを含み、先端部が前記挿入孔と回転しない状態に嵌合している、前記光信号を伝送する光ファイバと、を具備し、前記光ファイバの前記先端部の側面に、少なくとも１つの外平面があり、前記挿入孔の内面に、少なくとも１つの内平面があり、前記外平面と前記内平面とが当接している。
　実施形態の内視鏡は、光トランスデューサを含み、前記光トランスデューサは、第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、前記第１の主面から前記第２の主面まで貫通する挿入孔があるフェルールと、光信号を発生する発光部を有し、前記発光部が前記挿入孔と対向する位置に配置されている光素子と、コアとクラッドと被覆層とを含み、先端部が前記挿入孔と回転しない状態に嵌合している、前記光信号を伝送する光ファイバと、を具備し、前記光ファイバの前記先端部の側面に、少なくとも１つの外平面があり、前記挿入孔の内面に、少なくとも１つの内平面があり、前記外平面と前記内平面とが当接している。
　実施形態の内視鏡用光トランスデューサの製造方法は、光信号を発生する発光部を発光面に有する発光素子と、第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、前記第１の主面から前記第２の主面まで貫通する挿入孔があるフェルールと、コアとクラッドと被覆層とを有し、内面に内平面がある前記挿入孔と、側面に外平面がある先端部が嵌合しており、前記光信号を伝送する光ファイバと、を具備する内視鏡用光トランスデューサの製造方法であって、前記先端部を、前記挿入孔に挿入し嵌合する挿入工程と、前記発光部から前記光信号を発生し、前記光ファイバが伝送する前記光信号の光量を測定する測定工程と、前記光ファイバを前記挿入孔から抜去する抜去工程と、前記光ファイバを、光軸を中心に回転する回転工程と、前記挿入工程と、前記測定工程と、前記抜去工程と、前記回転工程と、を繰り返し行い、前記光量が最も大きい回転角度である最適角度を選択する最適角度選択工程と、前記光ファイバを前記最適角度において前記挿入孔に挿入する再挿入工程と、前記光ファイバを前記フェルールに固定する固定工程と、を具備する。
　本発明の実施形態によれば、伝送効率のよい内視鏡用光トランスデューサ、伝送効率のよい光トランスデューサを含む内視鏡、および、伝送効率のよい内視鏡用光トランスデューサの製造方法を提供できる。
実施形態の内視鏡の斜視図である。 実施形態の光トランスデューサの断面図である。 実施形態の光トランスデューサの要部の分解図である。 実施形態の光トランスデューサの図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。 実施形態の光トランスデューサの図３のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。 実施形態の光トランスデューサの製造方法のフローチャートである。 変形例１の光トランスデューサのフェルールの斜視図である。 変形例１の光トランスデューサのフェルール図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 変形例１の光トランスデューサのフェルール図７のＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。 変形例２の光トランスデューサの要部の断面図である。 変形例３の光トランスデューサの要部の断面図である。 変形例４の光トランスデューサの要部の断面図である。 変形例５の光トランスデューサの要部の断面図である。 変形例６の光トランスデューサの要部の断面図である。
＜内視鏡＞
　図１に示す実施形態の内視鏡９は、プロセッサ５Ａおよびモニタ５Ｂと共に内視鏡システム６を構成している。内視鏡９は、挿入部３と、挿入部３の基端部に配設された把持部４と、把持部４から延設されたユニバーサルコード４Ｂと、ユニバーサルコード４Ｂの基端部に配設されたコネクタ４Ｃと、を具備する。挿入部３は、先端部３Ａと、先端部３Ａから延設された、湾曲自在であり先端部３Ａの方向を変えるための湾曲部３Ｂと、湾曲部３Ｂから延設された軟性部３Ｃとを含む。把持部４には術者が湾曲部３Ｂを操作するための操作部である回動するアングルノブ４Ａが配設されている。
　ユニバーサルコード４Ｂは、コネクタ４Ｃによってプロセッサ５Ａに接続される。プロセッサ５Ａは内視鏡システム６の全体を制御するとともに、撮像信号に信号処理を行い画像信号として出力する。モニタ５Ｂは、プロセッサ５Ａが出力する画像信号を内視鏡画像として表示する。なお、内視鏡９は軟性鏡であるが、硬性鏡でもよい。また、内視鏡９は、医療用でも工業用でもよい。
　内視鏡９の先端部３Ａには、内視鏡用光トランスデューサ１（以下、「光トランスデューサ１」という。）と撮像部２とが配設されている。光トランスデューサ１は、撮像部２が出力する撮像信号を、光信号に変換する。
　光信号は、挿入部３を挿通する光ファイバ２０を経由することによって把持部４に配設されたＯ／Ｅ型の光モジュール８によって再び電気信号に変換され、ユニバーサルコード４Ｂを挿通する導線２０Ｍを経由することによって伝送される。すなわち、撮像信号は、細径の挿入部３内においては光ファイバ２０を経由することによって伝送され、体内に挿入されず外径の制限の小さいユニバーサルコード４Ｂ内においては光ファイバ２０よりも太い導線２０Ｍを経由することによって伝送される。
　なお、Ｏ／Ｅ型の光モジュール８がコネクタ４Ｃに配置されている場合には、光ファイバ２０はユニバーサルコード４Ｂを挿通している。
　後述するように、光トランスデューサ１は伝送効率が良い。このため、内視鏡９は信号の伝送効率が良く、信号劣化が少ないため、モニタ５Ｂは良好な内視鏡画像を表示できる。
＜内視鏡用光トランスデューサ＞
　図２に示す実施形態の内視鏡用光トランスデューサ１は、撮像部２が出力する電気信号を光信号に変換してから、光ファイバ２０を経由することによって伝送する。
　なお、以下の説明において、各実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、夫々の部分の厚さの比率および相対角度などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、一部の構成要素の図示を省略する場合がある。
　撮像部２は、レンズユニット５０とカバーガラス４１と撮像素子４０と立体配線板４２とドライブＩＣ４３とを含む。レンズユニット５０は複数のレンズを含み被写体像を集光する。カバーガラス４１が接着された撮像素子４０は撮像信号を出力する。立体配線板４２に配設されたドライブＩＣ４３は、撮像信号をもとに駆動信号を出力する。
　光トランスデューサ１は、光素子３０と、配線板１５と、フェルール１０と、光ファイバ２０と、を具備する。
　光素子３０は、光信号を発生する発光部３１を発光面３０ＳＡに有する面発光レーザーチップまたはＬＥＤチップ等の発光素子である。例えば、平面視寸法が２５０μｍ×３００μｍと超小型の光素子３０は、直径が２０μｍの発光部３１と外部電極３２とを発光面３０ＳＡに有する。外部電極３２にドライブＩＣ４３から駆動信号が入力されると発光部３１は発光面３０ＳＡに対して垂直方向に光信号を出射する。
　配線板１５は、実装面１５ＳＡと実装面１５ＳＡと対向する後面１５ＳＢとを有し、透明なガラス板を基体とする。実装面１５ＳＡに光素子３０の外部電極３２が接合されている。
　フェルール１０は、第１の主面１０ＳＡと第１の主面１０ＳＡと対向する第２の主面１０ＳＢとを有し、第１の主面１０ＳＡから第２の主面１０ＳＢまでを貫通する挿入孔Ｈ１０がある。挿入孔Ｈ１０には光ファイバ２０の先端部が挿入され接着剤１９によって固定されている。四角柱または円柱であるフェルール１０の材質は、セラミック、シリコン、ガラス、金属、または樹脂である。なお、フェルール１０の第２の主面１０ＳＢに、透明板、例えば、ガラス板が配設されていてもよい。
　光ファイバ２０は、光を伝送する５０μｍ径のコア２１と、コア２１を覆う１２０μｍ径のクラッド２２と、クラッド２２を覆う１４０μｍ径の被覆層２３と、を含む。すなわち、被覆層２３の厚さは１０μｍである。
　図３～図５に示すように、光ファイバ２０の先端部の側面には、６つの外平面２０ＳＳがある。すなわち、先端部には、被覆層２３が切り欠きされた切り欠き面である６つの外平面２０ＳＳがある。なお、先端部の被覆層２３が剥離されている場合等には、切り欠き面はクラッド２２にまで形成されている。
　先端部の光軸Ｏに直交する断面形状は、クラッド２２の１２０μｍ径の円に外接する正六角形である。これは、被覆層２３の１４０μｍの外径の円に内接する正六角形でもある。
　一方、フェルール１０の挿入孔Ｈ１０は内面が、光軸Ｏに直交する断面形状が１５０μｍ径の円に内接する正六角形である。すなわち、挿入孔Ｈ１０の内面には６つの内平面１０ＳＳがある。挿入孔Ｈ１０の内接円は、光ファイバ２０の先端部の内接円よりも僅かに大きい。
　挿入孔Ｈ１０には、光ファイバ２０の先端部が挿入されている。フェルール１０の第２の主面１０ＳＢは、挿入孔Ｈ１０が発光部３１と対向する状態において、配線板１５の後面１５ＳＢに配設されている。言い替えれば、光ファイバ２０の先端部のコア２１の中心（光ファイバ２０の光軸Ｃ２１）からの延長線は発光部３１と交差している。このため、発光部３１が発生した光信号は、配線板１５を透過することによって光ファイバ２０に入射する。
　なお、不透明材料を基体とする配線板を用いた場合には、配線板には光信号の光路となる貫通孔が形成される。また、フェルールの第２の主面１０ＳＢに光素子３０が実装されていてもよい。すなわち、配線板は光トランスデューサの必須構成要素ではない。
　挿入孔Ｈ１０に挿入された光ファイバ２０の先端部は、６つの外平面２０ＳＳは、それぞれが対向する、挿入孔Ｈ１０の６つの内平面１０ＳＳのそれぞれと当接している。光ファイバ２０は、先端部が、挿入孔Ｈ１０の中において回転しない状態に嵌合している。すなわち、光ファイバ２０の先端部は、挿入孔Ｈ１０の先端部にぴったりと合う状態において入れ込まれている。
　フェルール１０の挿入孔Ｈ１０の中心ＣＨ１０が光素子３０の発光部３１の中心Ｃ３１と正確に対向しており、かつ、光ファイバ２０のコア２１の中心Ｃ２１が光ファイバ２０の中心Ｃ２０と一致していれば、光ファイバ２０を回転しても、光ファイバ２０が伝送する光量は変化しない。
　しかし、実際には、図４および図５に示すように、光ファイバ２０のコア２１の中心Ｃ２１が光ファイバ２０の中心Ｃ２０と一致しないために、フェルール１０の挿入孔Ｈ１０の中心ＣＨ１０と発光部３１の中心Ｃ３１とがずれることがある。すると、発光部３１から出る光線（光束）の一部（または全て）がコア２１の周囲のクラッド２２に入射してしまう場合がある。この場合、光ファイバ２０を回転すると、発光部３１から出る光線（光束）とコア２１とが重なり合う面積が変化する。すなわち、コア２１に入射する光量が変化する。その結果、光ファイバ２０が伝送する光量が変化する。
　後述するように、光トランスデューサ１は、光ファイバ２０が６つの回転角度のうち、最も伝送効率のよい角度において、挿入孔Ｈ１０に挿入され固定されている。このため、光トランスデューサ１は、伝送効率がよい。伝送効率がよい光トランスデューサ１を含む内視鏡９は、伝送された光信号が劣化しているおそれがない。このため、内視鏡９を有する内視鏡システム６は良好な画像を表示できる。
＜光トランスデューサの製造方法＞
　図６のフローチャートに沿って、光トランスデューサ１の製造方法を説明する。
＜ステップＳ１０＞挿入工程
　光ファイバ２０の先端部が、フェルール１０の挿入孔Ｈ１０に挿入され、回転しない状態に嵌合する。
　挿入孔Ｈ１０の光軸直交方向の断面の内面は正六角形である。例えばシリコンからなるフェルールウエハにＤＥＥＰ－ＲＩＥ法によって複数の挿入孔Ｈ１０が形成されてからフェルールウエハを切断することによってフェルール１０は作製される。光ファイバ２０の先端部の被覆層２３には６つの切り欠き面が形成されている。６つの切り欠き面（外平面）のある光ファイバ２０の先端部の光軸に直交する断面は、正六角形である。
　先端部が挿入孔Ｈ１０と嵌合する光ファイバ２０の回転角度は、６つある。最初のステップＳ１０では、６つの回転角度のうちの、いずれかの回転角度において光ファイバ２０が挿入孔Ｈ１０と嵌合する。
＜ステップＳ２０＞測定工程
　光素子３０の発光部３１から光信号を発生させ、光ファイバ２０が伝送する光信号の光量が測定される。例えば、光ファイバ２０の後端部が光量計に挿入され、光量が測定される。
＜ステップＳ３０＞抜去工程
　光ファイバ２０が挿入孔Ｈ１０から抜去される。
＜ステップＳ４０＞
　６つある回転角度の全ての回転角度における光量測定が終了する（ＹＥＳ）と、ステップＳ６０に移行する。光量測定が終了していない（ＮＯ）と、ステップＳ５０からの処理が行われる。
＜ステップＳ５０＞回転工程
　光ファイバ２０が、光軸Ｏを中心に６０度回転される。
＜ステップＳ６０＞最適角度選択工程
　挿入工程Ｓ１０と測定工程Ｓ２０と抜去工程Ｓ３０と回転工程Ｓ５０とが繰り返し６回行われる。そして、６回の測定によって６つの回転角度における光量が得られる。そして、６つの回転角度の中から、光量が最も大きい回転角度（最適角度）が選択される。
＜ステップＳ７０＞再挿入工程
　光ファイバ２０が最適角度において挿入孔Ｈ１０に挿入される。すなわち、最も光量が大きい回転角度に設定されている光ファイバ２０が挿入孔Ｈ１０に挿入される。
＜ステップＳ８０＞固定工程
　光ファイバ２０がフェルール１０に固定される。例えば、第１の主面１０ＳＡの挿入孔Ｈ１０の周囲に未硬化の接着剤１９が配設され硬化処理が行われる。なお、再挿入工程の前に、挿入孔Ｈ１０に、未硬化の透明の接着剤１９が注入されていてもよい。
　光ファイバ２０は、挿入孔Ｈ１０と嵌合している。すなわち、外平面２０ＳＳが内平面１０ＳＳと当接しているために、再挿入工程のあと、回転することはない。
　本実施形態の光トランスデューサの製造方法によれば、光ファイバ２０は、６つの回転角度（回転状態）のうち、最も伝送効率のよい角度（最適な回転状態）において、挿入孔Ｈ１０に挿入され固定されている。このため、光トランスデューサ１は、伝送効率がよい。
＜変形例＞
　変形例の内視鏡用光トランスデューサ１Ａ～１Ｆおよび光トランスデューサ１Ａ～１Ｆを具備する内視鏡９Ａ～９Ｆは、内視鏡用光トランスデューサ１および内視鏡９と類似し同じ効果を有しているため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
＜変形例１＞
　図７～図９に示すように、本変形例の光トランスデューサ１Ａでは、フェルール１０Ａの挿入孔Ｈ１０は、第１の主面１０ＳＡに開口がある第１孔Ｈ１０Ａと、第１孔Ｈ１０Ａとつながっており第２の主面１０ＳＢに開口がある第２孔Ｈ１０Ｂと、からなる。第１孔Ｈ１０Ａの内面は、光軸Ｏに直交する断面が円形である。第２孔Ｈ１０Ｂの内面は、光軸Ｏに直交する断面が、６つの内平面１０ＳＳがある正六角形である。第１孔Ｈ１０Ａの円は、第２孔Ｈ１０Ｂの正六角形の外接円である。なお、第２孔Ｈ１０Ｂの内面形状は、第２の主面１０ＳＢに向かって径が広がっていく円錐台または正六角錐台等でもよい。
　言い替えれば、挿入孔Ｈ１０は、第１孔Ｈ１０Ａの内径Ａと第２孔Ｈ１０Ｂの外接円の径Ｂと光ファイバ２０の外接円の径Ｃとに間には、（式１）の関係が成立する。
　Ａ＞Ｃ、かつ、Ｂ＞Ｃ　　（式１）
　光トランスデューサ１Ａの製造方法では、挿入工程Ｓ１０において、光ファイバ２０の先端部は、第２孔Ｈ１０Ｂと嵌合する。抜去工程Ｓ３０において、先端部は、第２孔Ｈ１０Ｂから抜去されるが、第１孔Ｈ１０Ａから抜去されない。すなわち、回転工程Ｓ５０において、先端部は第２孔Ｈ１０Ｂに挿入されていないが第１孔Ｈ１０Ａに挿入されている。
　細い光ファイバ２０を、光ファイバ２０の外寸と略同じ内寸の挿入孔Ｈ１０に挿入するのは容易ではない。しかし、光トランスデューサ１Ａの製造方法では、光ファイバ２０を一度、挿入孔Ｈ１０に挿入すれば、再び、挿入作業を行う必要がない。
　光トランスデューサ１Ａは、光トランスデューサ１よりも製造が容易である。
＜変形例２～変形例５＞
　以下の変形例の説明において、フェルールの挿入孔および光ファイバの先端部の形状は、光軸に直交する断面の形状である。
　図１０に示す変形例２の光トランスデューサ１Ｂでは、フェルール１０Ｂの挿入孔Ｈ１０は長方形であり、光ファイバ２０Ｂには１つの外平面がある。挿入孔Ｈ１０は、切り欠きされた光ファイバ２０Ｂが嵌合する状態に内形が設定されている。
　光トランスデューサ１Ｂでは、光ファイバ２０Ｂが挿入孔Ｈ１０に挿入される回転角度は２つしかない。しかし、光ファイバ２０Ｂは、２つの回転角度のうち、伝送効率のよい角度において挿入されフェルール１０Ｂに固定されている。
　図１１に示す変形例３の光トランスデューサ１Ｃでは、フェルール１０Ｃの挿入孔Ｈ１０は正方形（正四角形）であり、光ファイバ２０Ｃには直交する２つの外平面がある。挿入孔Ｈ１０は、切り欠きされた光ファイバ２０Ｃが嵌合する状態に内形が設定されている。
　光トランスデューサ１Ｃでは、光ファイバ２０Ｃが挿入孔Ｈ１０に挿入される回転角度は４つある。光ファイバ２０Ｃは、４つの回転角度のうち、伝送効率のよい角度において挿入されフェルール１０Ｃに固定されている。
　図１２に示す変形例４の光トランスデューサ１Ｄでは、フェルール１０Ｄの挿入孔Ｈ１０は正方形（正四角形）であり、光ファイバ２０Ｄは正８角形であり８つの外平面がある。挿入孔Ｈ１０は、切り欠きされた光ファイバ２０Ｄが嵌合する状態に内形が設定されている。
　光トランスデューサ１Ｄでは、光ファイバ２０Ｄが挿入孔Ｈ１０に挿入される回転角度は６つある。光ファイバ２０Ｄは、８つの回転角度のうち、伝送効率のよい角度において挿入されフェルール１０Ｄに固定されている。
　なお、挿入孔Ｈ１０と光ファイバ２０Ｄとは嵌合した状態であるが、挿入孔Ｈ１０の四隅（正方形の角部）には、空間がある。挿入孔Ｈ１０に透明な接着剤１９を注入してから光ファイバ２０Ｄを挿入する場合に、接着剤１９の量が過剰であっても、過剰な接着剤１９は上記空間に流れ込む。この観点からも、光トランスデューサ１Ｄは製造が容易である。
　図１３に示す変形例５の光トランスデューサ１Ｅでは、フェルール１０Ｅの挿入孔Ｈ１０は正三角形であり、光ファイバ２０Ｅは正６角形であり６つの外平面がある。挿入孔Ｈ１０は、切り欠きされた光ファイバ２０Ｅが嵌合する状態に内形が設定されている。
　光トランスデューサ１Ｅでは、光ファイバ２０Ｅが挿入孔Ｈ１０に挿入される回転角度は６つある。光ファイバ２０Ｅは、６つの回転角度のうち、伝送効率のよい角度において挿入されフェルール１０Ｅに固定されている。
　光トランスデューサ１Ｅでは、光トランスデューサ１Ｄよりも更に広い空間が挿入孔Ｈ１０の三隅（正三角形の角部）にある。
　挿入孔Ｈ１０の光軸直交方向の断面形状が、正Ｎ角形（Ｎは３以上の整数）でありＮ個の内平面があり、かつ、光ファイバの光軸直交方向の断面形状が正Ｍ角形でありＭ個の外平面がある光トランスデューサでは、光ファイバ２０の回転角度はＮ個またはＭ個ある（ただし、Ｍ＝２Ｎ、または、Ｎ＝２Ｍ）。なお、回転角度の数は、Ｍ＝２Ｎ、Ｎ＝２Ｍに限定されるものではなく、例えば、Ｍ＝４、Ｎ=１６、または、Ｍ＝３、Ｎ＝１２でもよい。
　選択できる回転角度の数が多いほど、伝送効率の高い光トランスデューサを製造できる。しかし、内平面（外平面）の数が多くなると、光ファイバ２０が回転しない状態に保持することが容易ではなくなる。このため、回転角度の数、例えば、挿入孔Ｈ１０の内平面の数Ｎは、８以下であることが好ましい。
＜変形例６＞
　図１４に示す変形例６の光トランスデューサ１Ｆでは、光ファイバ２０Ｆは、コア２１がクラッド２２に対して偏心している。すなわち、コア２１の中心Ｃ２１が、光ファイバ２０（クラッド２２）の中心Ｃ２０から大きく離れている。
　光トランスデューサ１Ｆでは、コア２１の偏心状態が評価される。例えば、光ファイバ２０Ｆの先端面を顕微鏡を用いて観察したり、一端から光を入射し他端から出射される光の分布が測定されたりする。
　そして、コア２１の偏心状態に応じて、切り欠きが形成される。すなわち、コア２１の中心Ｃ２１と光ファイバ２０の中心Ｃ２０とを通過する直線Ｌが、被覆層２３と交わる点を中心とする位置（最適位置）に外平面２０ＳＳが形成される。すなわち、外平面２０ＳＳが他の位置に形成された場合よりも、光ファイバ２０がフェルール１０の挿入孔Ｈ１０に挿入されたときに、コア２１の中心Ｃ２１が挿入孔Ｈ１０の中心に近接する最適位置に、外平面２０ＳＳは形成されている。
　例えば、コア２１の中心Ｃ２１が光ファイバ２０の中心Ｃ２０から３μｍ偏心している場合、７．５μｍ厚の被覆層２３を完全に切り欠くことによって、クラッド２２が露出する外平面２０ＳＳを形成すると、光ファイバ２０の中心Ｃ２０は、３．７５μｍ移動する。このため、光ファイバ２０がフェルール１０の挿入孔Ｈ１０に挿入されたときに、コア２１の中心Ｃ２１は、挿入孔Ｈ１０の中心Ｃ１０に近接する。
　本発明は、上述した実施形態および変形例等に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、組み合わせおよび応用が可能である。
１、１Ａ～１Ｆ・・・内視鏡用光トランスデューサ
２・・・撮像部
３・・・挿入部
６・・・内視鏡システム
８・・・光モジュール
９・・・内視鏡
１０・・・フェルール
１０ＳＡ・・・第１の主面
１０ＳＢ・・・第２の主面
１０ＳＳ・・・内平面
１５・・・配線板
１５ＳＡ・・・実装面
１５ＳＢ・・・後面
１９・・・接着剤
２０・・・光ファイバ
２０Ｍ・・・導線
２０ＳＳ・・・外平面
２１・・・コア
２２・・・クラッド
２３・・・被覆層
３０・・・光素子
３０ＳＡ・・・発光面
３０ＳＳ・・・外平面
３１・・・発光部
３２・・・外部電極
４０・・・撮像素子
４１・・・カバーガラス
４２・・・立体配線板
５０・・・レンズユニット
Ｈ１０・・・挿入孔
Ｈ１０Ａ・・・第１孔
Ｈ１０Ｂ・・・第２孔

Claims (9)

  1. 　第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、前記第１の主面から前記第２の主面まで貫通する挿入孔があるフェルールと、
    　光信号を発生する発光部を有し、前記発光部が前記挿入孔と対向する位置に配置されている光素子と、
    　コアとクラッドと被覆層とを含み、先端部が前記挿入孔と回転しない状態に嵌合している、前記光信号を伝送する光ファイバと、を具備し、
    　前記光ファイバの前記先端部の側面に、少なくとも１つの外平面があり、
    　前記挿入孔の内面に、少なくとも１つの内平面があり、
    　前記外平面と前記内平面とが当接していることを特徴とする内視鏡用光トランスデューサ。
  2. 　前記側面に複数の外平面があり、
    　前記内面に複数の内平面があり、
    　前記複数の外平面のそれぞれが、対向する前記複数の内平面のそれぞれと当接していることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光トランスデューサ。
  3. 　前記外平面が、前記被覆層の切り欠き面であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内視鏡用光トランスデューサ。
  4. 　前記挿入孔の光軸直交方向の断面形状が、Ｎ個の前記内平面がある正Ｎ角形（Ｎは３以上の整数）であり、
    　前記光ファイバの前記側面にＭ個（Ｍ＝２Ｎ、または、Ｎ＝２Ｍ）の前記外平面があることを特徴とする請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の内視鏡用光トランスデューサ。
  5. 　前記挿入孔は、前記内平面を有し前記第１の主面に開口がある第１孔と、前記第１孔とつながっており前記内平面を有しておらず前記第２の主面に開口がある第２孔と、からなり、
    　前記光ファイバの前記先端部は、前記第２孔と嵌合しており、前記第１孔とは嵌合していないことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の内視鏡用光トランスデューサ。
  6. 　前記光ファイバは、前記コアが前記クラッドに対して偏心しており、
    　前記外平面は、前記挿入孔に挿入された前記光ファイバの前記コアの中心が前記挿入孔の中心に近接する位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光トランスデューサ。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の内視鏡用光トランスデューサを含むことを特徴とする内視鏡。
  8. 　光信号を発生する発光部を発光面に有する発光素子と、
    　第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、前記第１の主面から前記第２の主面まで貫通する挿入孔があるフェルールと、
    　コアとクラッドと被覆層とを有し、内面に内平面がある前記挿入孔と、側面に外平面がある先端部とが嵌合しており、前記光信号を伝送する光ファイバと、を具備する内視鏡用光トランスデューサの製造方法であって、
    　前記先端部を、前記挿入孔に挿入し嵌合する挿入工程と、
    　前記発光部から前記光信号を発生し、前記光ファイバが伝送する前記光信号の光量を測定する測定工程と、
    　前記光ファイバを前記挿入孔から抜去する抜去工程と、
    　前記光ファイバを、光軸を中心に回転する回転工程と、
    　前記挿入工程と、前記測定工程と、前記抜去工程と、前記回転工程と、を繰り返し行い、前記光量が最も大きい回転角度である最適角度を選択する最適角度選択工程と、
    　前記光ファイバを前記最適角度において前記挿入孔に挿入する再挿入工程と、
    　前記光ファイバを前記フェルールに固定する固定工程と、を具備することを特徴とする内視鏡用光トランスデューサの製造方法。
  9. 　前記挿入孔は、前記内平面を有し前記第１の主面に開口がある第１孔と、前記第１孔とつながっており前記内平面を有しておらず前記第２の主面に開口がある第２孔と、からなり、
    　前記挿入工程において、前記先端部は、前記第２孔と嵌合し、
    　前記抜去工程において、前記先端部は、前記第２孔から抜去されるが、前記第１孔から抜去されず、
    　前記回転工程において、前記先端部は、前記第２孔に挿入されていないが、前記第１孔に挿入されていることを特徴とする請求項８に記載の内視鏡用光トランスデューサの製造方法。
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